"ღამე მუზეუმში: სამარხის საიდუმლო" არის კომედიური სათავგადასავლო ფილმი და "ღამე მუზეუმში" სერიის მესამე ნაწილი. ფილმში კვლავ ვხვდებით ლარი დეილის (ბენ სტილერი), ნიუ-იორკის მუზეუმის უსაფრთხოების ღამის მცველს, რომელსაც ამჯერად განსაკუთრებული მისია აქვს – გადაარჩინოს მუზეუმის ცხოვრებისეულად მნიშვნელოვანი მაგიური არტეფაქტი.
ისტორია იწყება, როცა მუზეუმის მაგიური ტაბლეტი, რომელიც მუზეუმის ექსპონატებს ცოცხლებს აქცევს ღამის განმავლობაში, უცნაურად იწყებს ფუნქციონირების დაკარგვას. ლარი და მისი მეგობრები აღმოაჩენენ, რომ ტაბლეტი თავის ძალას კარგავს, და მათი ერთადერთი შანსი მისი საიდუმლოს ამოხსნაა. ამისთვის კი, ისინი ლონდონის ბრიტანეთის მუზეუმში მიემგზავრებიან, სადაც ტაბლეტის შექმნის ამბავი და მისი საიდუმლოებები იმალება.
ფილმში უამრავი სასაცილო და სახალისო სიტუაცია ვითარდება, რადგან ცოცხალი ექსპონატები ლონდონის მუზეუმის სხვა ისტორიულ ფიგურებსა და ცხოველებს ხვდებიან. ლარი კვლავ აერთიანებს გუნდს – ტედი რუზველტს (რობინ უილიამსი), ატილა ჰუნს, ჯედედიას და ოქტავიუსს – რათა შეაჩერონ მაგიის გაქრობა და გადაარჩინონ მუზეუმის უცნაური, მაგრამ საყვარელი სამყარო.